無線電裝技術(shù)論文(2)
無線電裝技術(shù)論文
無線電裝技術(shù)論文篇二
軟件無線電技術(shù)初探
【摘要】軟件無線電技術(shù)是用現(xiàn)代化軟件來操縱、控制傳統(tǒng)的“純硬件電路”的無線通信，打破了長期以來設(shè)備的通信功能的實現(xiàn)僅僅依賴于硬件發(fā)展的格局。本文就從軟件無線電的優(yōu)勢、軟件無線電技術(shù)在軍事通信和移動通訊中的應(yīng)用三方面來對軟件無線電技術(shù)進行初步探析。
【關(guān)鍵詞】軟件無線電;軍事通信;移動通信
當今，通訊系統(tǒng)正由模擬體制向數(shù)字體制轉(zhuǎn)變，這為無線電通訊的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，但傳統(tǒng)的通過硬件設(shè)備改造升級來完成無線通信新技術(shù)改革的方法帶來了很多問題，限制了無線電技術(shù)的進一步發(fā)展，為了解決這一困境，軟件無線電應(yīng)運而生，具有著傳統(tǒng)的硬件無線電通信設(shè)備所無法比擬的優(yōu)勢。
一、軟件無線電的優(yōu)勢
1.具有降低開發(fā)成本和周期的作用
傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)在對技術(shù)和產(chǎn)品進行開發(fā)時，針對的只是單一的標準，從標準相對穩(wěn)定到設(shè)計和開發(fā)專用芯片，再到產(chǎn)品設(shè)計和實現(xiàn)需要一年以上的時間，開發(fā)周期長，開發(fā)成本高，同時這種情況也導(dǎo)致標準制定過程中，許多新的技術(shù)都無法得到合理的應(yīng)用，限制了新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，也使商用產(chǎn)品和當時技術(shù)水平之間存在著較大的差異。而軟件無線電的應(yīng)用，能為技術(shù)和產(chǎn)品的研究和開發(fā)提供一個新概念和通用無線通信平臺，在很大程度上縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，使產(chǎn)品能夠和技術(shù)水平同步發(fā)展。
2.具有優(yōu)秀的可拓展性
軟件無線電技術(shù)具有非常優(yōu)秀的可拓展性，主要體現(xiàn)在它能極其輕松地完成系統(tǒng)功能的拓展與升級，但是由于網(wǎng)絡(luò)無線電技術(shù)是以模塊化、通用化、標準化的硬件支持平臺為基礎(chǔ)的，所以它在硬件方面能夠拓展的空間并不大，其優(yōu)秀的拓展性主要集中在軟件方面。
另外，軟件無線電技術(shù)也為系統(tǒng)的升級和拓展提供了便利，只需要對相應(yīng)的軟件進行升級或者拓展就可以了，而且與改進和優(yōu)化硬件相比，升級和拓展軟件要簡單得多;最重要的是，借助軟件工具可以根據(jù)實際需求來實現(xiàn)各種通訊業(yè)務(wù)的拓展。
3.具有極強的靈活性
軟件無線電技術(shù)具有可重配置性，從而在很大程度上增強了其靈活性。目前，從基帶信號到射頻信號已經(jīng)實現(xiàn)了完全的數(shù)字化，這就使得軟件無線電技術(shù)可以通過更換軟件模塊來適應(yīng)多種工作頻段和多種工作方式。
同時，良好的多頻段天線和可控制的多頻段和多功率的射頻轉(zhuǎn)換能力，使得軟件無線電對復(fù)雜的環(huán)境需求具有良好的適應(yīng)性，可由軟件編程來改變 RF 頻段和帶寬、傳輸速率、信道接入方式、業(yè)務(wù)種類及加密方式、接口類型。
二、軟件無線電技術(shù)在軍事通信中的應(yīng)用
無線通信之所以在現(xiàn)代通信中占據(jù)著重要的位置，與其設(shè)備簡單、便于攜帶、易于操作等特點是分不開的，也是這些獨有的優(yōu)勢使其被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，以軍事領(lǐng)域為代表，它是各軍種、各部隊中必不可少的重要通信手段，
軟件無線電這個術(shù)語最初是被美軍提出的，當時正處于海灣戰(zhàn)爭時期，多國部隊各軍種進行聯(lián)合作戰(zhàn)時，在互通互聯(lián)的操作上遇到了難題，不僅通信互通性差，反映速度慢，而且寬帶太窄、速率也太低，使得聯(lián)合作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)受到了嚴重的影響，由此美軍開始制定具體的計劃來研究基于數(shù)字信號處理器、軟件可編程、模塊化、多模式并具有波形重新配置能力的通用軟件無線電臺――易通話，此電臺幾乎具備了美軍所有使用過的電臺包括話音通訊電臺、數(shù)據(jù)通信電臺的所有功能，實現(xiàn)了不同種類無線電臺之間的通信。
軟件無線電臺從其誕生至今，已經(jīng)成為能使不同國家或者說同一國家的不同軍種之間相互通信而沒有障礙的新技術(shù)。自20世紀70年代開始，可編程軟件無線電臺正式被列入研制項目中，目前已經(jīng)取得了突破性的發(fā)展，有不少的數(shù)字式軟件可編程無線電臺已經(jīng)被投入使用并且收效甚好。
另外，傳統(tǒng)的數(shù)字電臺以硬件為主，軟件無線電臺在許多關(guān)鍵技術(shù)上對其進行了改進，例如：對模數(shù)轉(zhuǎn)化器進行了改進，使其轉(zhuǎn)換率和動態(tài)工作范圍得到了大幅度的提升;對嵌入式處理器進行了改進，提高了其處理的速度和能力，使數(shù)字信號處理器能夠完成調(diào)制解調(diào)器的功能;對以編程技術(shù)為目標的技術(shù)進行了開發(fā)，使軟件的功能性獨立于基礎(chǔ)硬件之外?？傊S著科技的迅速發(fā)展與進步，無線電臺將有望使軍用電臺獲得新的定義。
三、軟件無線電技術(shù)在移動通信中的應(yīng)用
軟件無線電概念從提出至今，已經(jīng)從最初的軍事領(lǐng)域開始向民用領(lǐng)域擴展，但是在民用通信方面卻存在著許多的問題，例如：新老通訊體制并存，增加了不同體制系統(tǒng)在互聯(lián)方面的復(fù)雜程度與困難程度;各種通訊設(shè)備大量涌現(xiàn)，使無線電頻譜擁堵情況越來越嚴重;傳統(tǒng)的以硬件為基礎(chǔ)的無線通信系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足新時代發(fā)展的需要。只有采用軟件無線電技術(shù)才能對這些問題進行有效解決，下面就從三方面來介紹軟件無線電技術(shù)在移動通信中的應(yīng)用。
1.用于蜂窩移動通信系統(tǒng)
在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，軟件無線電的發(fā)射與其他系統(tǒng)相比較，有所不同。
它在發(fā)射前，要先對可用的傳輸信道進行劃分，探測傳播路徑，對適合信道進行調(diào)制，將電子控制下的發(fā)射波束指向正確的方向，選擇合適的功率，做完這些才能進行發(fā)射。至于接收也同樣如此，它能對當前信道和相鄰信道的能量分布進行劃分，也能對輸入傳輸信號的模式進行識別，通過自我適應(yīng)抵消干擾，對所需信號多徑的動態(tài)特征進行估計，對多徑的所需信號進行相干合并和自適應(yīng)均衡，對信道調(diào)制進行柵格譯碼，然后通過FEC譯碼糾正剩余錯誤，最大限度的降低誤比特率
2.用于設(shè)計多頻多模的移動終端
對于不同的標準需要用不同的軟件來適應(yīng)，需要通過軟件設(shè)置的調(diào)整來改變信道接入方式或者調(diào)制方式。
軟件無線電技術(shù)可以設(shè)計出靈活的通信終端，使不同制式的移動網(wǎng)絡(luò)能用同一部終端，不僅為用戶提供了極大的便利，也在一定一定程度上降低了運營商的成本，促進了移動通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。
3.用于第三代移動通信系統(tǒng)
軟件無線電技術(shù)在第三代移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括三方面：
(1)為第三代移動通信手機與基站提供了一個開放的、模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu);
(2)產(chǎn)生了各種信號處理軟件，包括：各類無線信令規(guī)則與處理軟件、信道糾錯編碼軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件等;
(3)實現(xiàn)了智能天線結(jié)構(gòu)，包括DOA在內(nèi)的空間特征矢量的獲得、每射頻通道權(quán)重的計算和天線波束賦形。
四、結(jié)語
總之，軟件無線電技術(shù)有著傳統(tǒng)數(shù)字無線電所無法比擬的優(yōu)勢，在將來的發(fā)展和應(yīng)用上一定會越來越廣泛，特別是在第四代移動通信的普及和推廣道路上，軟件無線電技術(shù)一定會貢獻越來越多的力量。
參考文獻
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